事故闸门油管异常振动原因分析及处理措施.pdf

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1、第43卷第1O期人民长江Vo1．43．NO．102012年5月YangtzeRiverMay，2012文章编号：1001—4179(2012)l0—0095一O4事故闸门油管异常振动原因分析及处理措施陈红平，崔建凯，谢共生，宋立(湖南省电力公司凤滩水力发电厂，湖南沅陵419621)摘要：某水电站进水口事故工作闸门液压启闭系统油管在水力机组运行过程中产生了异常的振动现象，而且还伴随有剧烈的金属敲击响声。针对油管产生的这种异常振动的原因，开展了细致的分析研究工作，并根据研究结果，提出了相应的改造方案和处理措施，使水电站的安全隐患得以彻底根除，为设备的安全稳定运行

2、提供了技术保证。对产生异常振动原因的查找过程和方法及其分析与处理措施，以及改造后的效果测试结果等作了较为详细的介绍。关键词：振动；位移；动应力；事故工作闸门中图法分类号：TV663文献标志码：A某水电站实施扩容改造工程后，装机容量为2×2振动和响声原因查找200MW，设计多年平均发电量为5．446亿KW·h，设计保证出力为110．3MW。2．1油管路试验电站投产发电以后，发现在机组运行过程中，进水对闸门油缸上腔的压力油管和补油管开展了动位口处事故工作闸门油缸上腔的压力油管和补油管产生移、振动速度和动应力测试，以期通过试验分析，查找了异常振动，并伴随有剧烈的金

3、属敲击响声。特别是到造成管路振动和产生异常响声的原因。机组在60～100MW负荷区间运行时，油管路的振动更为严重，其中，补油管的间歇性振动最为强烈，这都直接危及设备的安全稳定运行。1闸门及液压系统简介因受地理条件限制，进水口的闸门采用隧洞式布置，距取水口63．9m。每台机组均设置1孔检修闸门槽和1孔事故闸门槽，其孔口尺寸均为9m×9m。对每台机组都设置1扇事故工作闸门，闸门的自重为108．6t，设计水头为42m。闸门布置方位见图1。闸门采用铅直式单向作用的液压启闭机操作其启图1进水口流道总剖面示意闭。液压启闭机的启门力为3000kN，持住力为5000kN，工

4、作行程为10．3m，最大行程为10．45m，快速关2．1．1动位移测试门时间不大于2．3min，启门速度为0．8m／rain，启门通过对上腔压力油管和补油管进行的动位移试计算压力为13．6MPa。验，发现上腔压力油管的竖直向的最大动位移为9．32液压系统的油路结构原理见图2。mm，水平向的最大动位移为27．32mm。压力油管动收稿日期：2012—02—13作者简介：陈红平，男，工程师，主要从事水电站生产管理工作。E—mail：ftchenhp@163．com96人民长江位移随机组负荷的不同而产生的变化趋势如图3所油管中部的水平向最大振动速度为68．35mm／

5、s，在中示。部的垂直向最大为43．51mm／s，在端部水平向最大为上腔补油管竖直向的最大动位移为25．34mm，水86．74mm／s，在端部垂直向最大为68．51mm／s。平向的最大动位移为29．40mm。补油管动位移随机组负荷的不同而产生的变化趋势如图4所示。图5上腔压力油管振动速度变化趋势g06()垂3OO2040608()I(】(1121)I_()l6()l8020(】机组负荷wⅥ图6上腔补油管振动速度变化趋势2．1．3动应力测试图2闸门液压系统结构原理上腔压力油管和补油管的动应力变化趋势如图7、8所示。杂()408()l2()160图3上腔压力油管动

6、位移变化趋势机组负荷wM图7上腔压力油管动应力变化趋势40l302(1+中部环向应力2O—◆_下弯内侧轴向应力15儡《—e-下弯外侧轴向应力圭lO—-上弯内侧轴向应力Rl0—上弯外侧轴向应力宿士水平段内侧轴向应力水平段外侧轴向应力。。。。。‰器／H。。博。o010408(J【20I60图4上腔补油管动位移变化趋势机组负荷wⅥ2．1．2振动速度测试图8上腔补油管动应力变化趋势为了查明原因，对启闭系统的油管路还进行了振通过动应力试验，可以得出上腔补油管的动应力动速度测试。振动速度随机组负荷的不同而产生的变较大的结论。油管环向动应力可以直接反映管道内的化趋势如图5

7、、6所示。参照DL／T1103—2009(核电站油压变化状态，在试验过程中，可忽略压力损失及阻尼管道振动测试与评估》标准，上腔压力油管和补油管的作用。对通过试验测得的环向动应力，按照换算公的振动速度在机组带70～90MW的负荷区间超限。式进行换算，即可得到管道内的油压脉动值。上腔压力油管中部的水平向最大振动速度为39．13AP：(1)mm／s；在端部的水平向最大为48．07mm／s。上腔补第10期陈红平，等：事故闸门油管异常振动原因分析及处理措施97式中，△P为油压脉动值，MPa；为环向动应力值，设置值时，溢流阀就会开启泄压，从而达到了控制油压MPa；6为管

8、道壁厚，mm；r为管道内半径，mm。上升的目的。通过